ISSN 1734 5251
Molekularne podstawy karcynogenezy
i ścieżki sygnałowe
niektórych nowotworów
ośrodkowego układu nerwowego
Wenancjusz Domagała
Zakład Patomorfologii Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie
STRESZCZENI E cję, inwazyjność komórek nowotworowych oraz za angiogenezę,
W pracy przedstawiono najnowsze osiągnięcia w badaniach nad mo- poprzez inaktywację kluczowych białek niezbędnych do funkcjono-
lekularno-genetycznymi aspektami patogenezy nowotworów, z uwz- wania tych ścieżek. Autor wyraził nadzieję, że dokładna molekularna
ględnieniem guzów ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Uznano charakterystyka komórek macierzystych nowotworu pozwoli na ich
je za grupę chorób cyklu komórkowego i zdefiniowano jako  niepra- selektywne niszczenie, co powinno znacznie poprawić wyniki lecze-
widłową tkankę, która powstała z jednej komórki i rośnie jako następ- nia. Wydaje się bardzo prawdopodobne, że klasyfikacja nowotworów
stwo zaburzeń dynamizmu i prawidłowego przebiegu cyklu komór- OUN na podstawie kryterium morfologicznego (mikroskopowego)
kowego oraz zaburzeń różnicowania się komórki i komunikacji we- zostanie zmodyfikowana dzięki zastosowaniu kryteriów molekular-
wnątrzkomórkowej, międzykomórkowej i pozakomórkowej jej klonal- nych o znaczeniu rokowniczym i terapeutycznym.
nego potomstwa . Zwrócono uwagę na fakt, że karcynogeneza jest Słowa kluczowe: guzy OUN, karcynogeneza, podstawy
procesem wieloczynnikowym i wielostopniowym, w którym zmiany molekularno-genetyczne
narastają w miarę pogłębiania się niestabilności genomu. Przeanali-
zowano zmiany zachodzące w czterech różnych klasach genów, któ-
re regulują proliferację i stopień zróżnicowania komórek. Zmiany Wprowadzenie
w tych genach prowadzą do transformacji nowotworowej. Opisano Zgodnie ze współczesną wiedzą na temat etio-
onkogeny, geny supresorowe, geny regulujące apoptozę lub napra- patogenezy nowotworów zakłada się, że nowotwór
wÄ™ DNA i telomerazÄ™. Przedstawiono molekularne mechanizmy zwiÄ…-
jest chorobą cyklu komórkowego. Dokładniej no-
zane z inwazyjnością glejaków, a ponadto wspomniano o macierzy-
wotwór można zdefiniować jako  nieprawidłową
stych komórkach nowotworów. Podkreślono, że odkrycie molekular-
tkankę, która powstała z jednej komórki i rośnie
nych ścieżek sygnałowych oraz komórek macierzystych nowotworu
jako następstwo zaburzeń dynamizmu i prawidło-
otworzyło nowe perspektywy w terapii glejaków, rdzeniaka i innych
wego przebiegu cyklu komórkowego oraz zaburzeń
nowotworów OUN, a także stworzyło perspektywy dla precyzyjnego
różnicowania się komórki i komunikacji wewnątrz-
zablokowania ścieżek sygnałowych odpowiedzialnych za prolifera-
komórkowej, międzykomórkowej i pozakomórko-
wej (między komórką a podścieliskiem  macierzą
pozakomórkową) jej klonalnego potomstwa [1].
Adres dla korespondencji: prof. dr hab. med. Wenancjusz Domagała
Nowotwór może powstać tylko z takiej tkanki, któ-
Zakład Patomorfologii PAM w Szczecinie
rej komórki zachowały zdolność do podziału, do
ul. Unii Lubelskiej 1, 71 252 Szczecin
wejścia w cykl komórkowy. Zatem nowotwory nie
tel.: [phone], tel./faks: 0 91 487 00 32
e-mail: [e-mail]
powstają z dojrzałych komórek układu nerwowe-
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny 2007, tom 3, 3, 127 141
go. Wyniki badań eksperymentalnych nad trans-
Wydawca:  Via Medica sp. z o.o. sp. k.
Copyright © 2007 Via Medica formacjÄ… nowotworowÄ… (in vitro oraz u zwierzÄ…t
www.ppn.viamedica.pl
127
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny, 2007, tom 3, nr 3
Tabela 1. Geny regulujące proliferację i zróżnicowanie te znajdują się w stanie spoczynku lub spełniają
komórek
określone funkcje. Ich transkrypcja jest ściśle kon-
trolowana, a zadaniem produktów białkowych tych
Protoonkogeny (stymulujÄ…ce proliferacjÄ™)
genów (które cechuje bardzo krótki okres półtrwa-
Geny supresorowe (hamujÄ…ce proliferacjÄ™)
nia) jest transdukcja sygnałów mitogennych i wy-
Geny kontrolujÄ…ce apoptozÄ™
konanie związanych z nimi czynności. Są to sy-
(czyli zaprogramowaną śmierć komórki)
gnały, które od czynników zewnętrznych (np. czyn-
Geny regulujÄ…ce naprawÄ™ uszkodzonego DNA
ników wzrostu), poprzez błonę komórkową, są
przekazywane do jądra komórki. W związku z po-
wyższym białka kodowane przez protoonkogeny
doświadczalnych) i wykorzystanie do nich narzę- pełnią różne funkcje związane z proliferacją i róż-
dzi biologii molekularnej ugruntowały powszech- nicowaniem się komórek. Mogą one być czyn-
ne obecnie przekonanie, że nowotwór powstaje w wy- nikami wzrostu, receptorami czynników wzrostu,
niku wielu nieletalnych zaburzeń (mutacji) w DNA białkami przechwytującymi sygnały na wewnętrz-
komórki somatycznej, które, kumulując się, powo- nej blaszce błony komórkowej lub białkami prze-
dują utratę kontroli proliferacji, wzrostu i różnico- kazującymi sygnały (np. przez kinazy tyrozynowe
wania. lub serynowo-treoninowe), mogą to być także czyn-
Karcynogeneza jest procesem wieloczynniko- niki transkrypcyjne regulujÄ…ce proliferacjÄ™. Przyk-
wym i wielostopniowym, w którym zmiany nara- łady protoonkogenów przedstawiono w tabeli 2.
stają w miarę pogłębiania się niestabilności geno- Onkogeny komórkowe (onc, c-onc) to aktywo-
mu. Większość czynników rakotwórczych (czyn- wane protoonkogeny. Do aktywacji protoonkoge-
niki chemiczne, promieniowanie jonizujące i inne nów lub do zaburzeń ich ekspresji prowadzi sze-
czynniki fizyczne, drobnoustroje onkogenne, takie reg mechanizmów, takich jak: mutacje punktowe,
jak niektóre wirusy i bakterie) bezpośrednio lub amplifikacje genów, translokacje chromosomowe
pośrednio oddziałuje na poziomie genomu komór- i inne zmiany strukturalne (np. delecje) albo pod-
ki. Do transformacji nowotworowej dochodzi w wy- danie protoonkogenu kontroli silnego promotora
niku zmian powstałych w obrębie 4 różnych klas lub sekwencji wzmacniającej. Mutacje somatycz-
genów, które regulują proliferację i stopień zróżni- ne, które aktywują protoonkogeny, powodują albo
cowania komórek (tab. 1). Karcynogeneza rozpo- zmianę struktury kodowanego białka (mutacje
czyna się klonalną ekspansją jednej (prekursoro- punktowe, translokacje chromosomowe, których
wej) komórki somatycznej, w której wystąpiło za- skutkiem jest zwiększona enzymatyczna aktywność
burzenie (uszkodzenie, mutacja) DNA w genach białka, utrata dotychczasowych mechanizmów re-
regulujących naprawę uszkodzonego DNA (tzn. gulujących, pojawienie się białka hybrydowego),
genach kontrolujących integralność genomu) lub albo zwiększenie ilości i niekontrolowaną produk-
w genach supresorowych, lub w protoonkogenach cję białka w komórce (amplifikacje genów, trans-
albo w genach regulujących apoptozę (decydują- lokacje chromosomowe, których skutkiem jest
cych o tym, czy komórka wejdzie w cykl komórko- zwiększona ekspresja białka lub jego zwiększona
wy i w mitozę czy też obumrze na drodze apopto- stabilność, tzn. dłużej pozostaje aktywne). Onko-
zy). Mutacje w genach naprawy DNA znacznie geny kodują więc odpowiednio zmienione (w sto-
zwiększają ryzyko utrwalenia się mutacji w pozos- sunku do prawidłowych) pod względem struktury
tałych 3 kategoriach genów, dlatego mają one pod- i/lub funkcji białka, czyli onkoproteiny. Funkcja
stawowe znaczenie dla integracji genomu. W wy- onkoprotein jest podobna do funkcji produktów
niku akumulacji wielu zmian w DNA komórek białkowych protoonkogenów, dlatego można wśród
nowotworowych uzyskują one fenotypowe cechy nich wyróżnić białka jądrowe związane z regulacją
złośliwości w procesie zwanym  progresją . proliferacji, cytoplazmatyczne białka przekaz
niko-
we, czynniki wzrostu i receptory tych czynników
Onkogeny (tab. 2). Jednak już synteza i działanie onkoprotein
Geny prawidłowych komórek, które w odpowie- nie muszą zależeć od czynników wzrostu i mecha-
dzi na działanie czynników mitogennych regulują nizmów regulujących proliferację. Jedną z głów-
proliferację i różnicowanie się komórek oraz biorą nych cech komórek nowotworowych jest zdolność
udział w przekazywaniu sygnałów międzykomór- do endogennej produkcji sygnałów mitogennych
kowych, szczególnie w czasie embriogenezy i w pro- bez obecności zewnętrznych czynników wzrostu.
cesach gojenia, nazywa się protoonkogenami. Geny Onkoproteiny mogą być produkowane konstytu-
www.ppn.viamedica.pl
128
Wenancjusz Domagała, Karcynogeneza i ścieżki sygnałowe nowotworów ośrodkowego układu nerwowego
Tabela 2. Lokalizacja, funkcja kodowanych białek, sposób aktywacji i nowotwory związane z powstałymi wskutek
aktywacji odpowiednimi onkogenami dla wybranych protoonkogenów
Protoonkogen Lokalizacja Funkcja białka Aktywacja Nowotwory
Czynniki wzrostu
SIS 22q12.3-13.1 PDGF-b N Astrocytoma, osteosarcoma
TGF-a 2p13 TGF-a N Astrocytoma, carcinoma hepatocellulare
Receptory czynników wzrostu
Kinazy tyrozynowe błonowe
EGFR(ERB-B1) 7p1.1-1.3 Receptor dla EGF N, A Rak płaskonabłonkowy płuca (80%),
7q12-13 glioblastoma (50%), astrocytoma (A),
nowotwory głowy i szyi (80 100%),
rak pęcherza moczowego, żołądka, jelit
ERB-B2 17q12-q21 Receptor czynnika A, M Rak sutka (25%), gruczolakoraki jajnika,
(HER2/NEU) wzrostu z rodziny EGF żołądka, płuca (M), ślinianek
PDGF-R Receptor dla PDGF N Glejaki
RET 10q11.2 Receptor dla czynników M, R MEN 2A, MEN 2B, rodzinny (i sporadyczny)
neurotropowych rdzeniasty rak tarczycy (M); brodawkowaty
GDNF/NTN/ART/PSP rak tarczycy (R)
Białka przekaz
nikowe (przechwytywanie i przekazywanie sygnału)
Kinazy tyrozynowe cytoplazmatyczne
SRC 20p12-13 Kinaza tyrozynowa K Rak jelita grubego
Kinazy serynowo-treoninowe cytoplazmatyczne
RAF 3p25 Kinaza białkowa K Mięsaki
Białka G błonowe
N-RAS 1p11-13 GTP-aza M Czerniak, rak jelita grubego, tarczycy
(pęcherzykowy i brodawkowaty), białaczki,
seminoma
K-RA/S 12p11.1-12.1 GTP-aza M Rak jelita grubego, trzustki, płuca, tarczycy;
czerniak
H-RAS 11p15.5 GTP-aza M Rak nerki, pęcherza moczowego, tarczycy
Czynniki transkrypcyjne
MYCN 2p24-25 Czynnik transkrypcyjny A Neuroblastoma, rak drobnokomórkowy płuc,
retinoblastoma, astrocytoma
Regulatory cyklu komórkowego
MDM2 12q14 Wiązanie P53 A Mięsaki
CYKLINA D1 11q13 Cyklina A, T Rak sutka, przełyku (A), chłoniak płaszcza (T)
CDK4 12q14 Kinaza cyklinozależna A Czerniak, mięsak, glejak
SIS  protoonkogen SIS; TGF-a (transforming growth factor a)  transformujący czynnik wzrostu a; PDGF-b (platelet-derived growth factor b)  płytkowy czynnik
wzrostu b; GDNF (glial cell line-derived neurotrophic factor)  glejopochodny czynnik neurotroficzny; NTN (neurturin)  neurturyna; ART (artemin)  artemina;
PSP (persephin)  persefina; EGF (endothelial growth factor)  śródbłonkowy czynnik wzrostu; N  nadekspresja; A  amplifikacja; M  punktowa mutacja;
R  rearanżacja DNA; K  konstytutywna aktywacja; T  translokacja; MEN (multiple endocrine neoplasia)  mnoga gruczolakowatość wewnątrzwydzielnicza
www.ppn.viamedica.pl
129
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny, 2007, tom 3, nr 3
tywnie (w sposób ciągły) i dlatego komórka ciągle Jak już wspomniano, proces powstawania nowo-
się dzieli, nie podlegając kontroli czynników regu- tworu jest wieloczynnikowy i wieloetapowy, dla-
lujących wzrost i proliferację. Jeżeli onkoproteina tego zazwyczaj dochodzi do ekspresji więcej niż
jest czynnikiem wzrostu (np. płytkowy czynnik jednego onkogenu. Jeżeli aktywacja protoonkoge-
wzrostu b [PDGF-b, platelet derived growth factor b] nu wystąpi w gametach, wówczas onkogen jest
w astrocytoma) działającym autokrynnie, można obecny w każdej komórce organizmu, a predyspo-
powiedzieć, że komórka nowotworowa w sposób zycje do powstawania nowotworów dziedziczą się
niekontrolowany sama się pobudza do ciągłych dominująco. W ten sposób, na przykład C-RET,
podziałów komórkowych. predysponuje do występowania gruczolakowatości
Reasumując, protoonkogeny mogą zostać akty- mnogiej wewnątrzwydzielniczej typu 2 (MEN 2,
wowane w komórce poprzez zmianę ich struktury multiple endocrine neoplasia type 2) i związanych
lub funkcji (w ten sposób powstają onkogeny). Ak- z nią nowotworów.
tywacja (nieszkodliwych) protoonkogenów w (nie-
bezpieczne) onkogeny poprzez zmiany w ich struk- Onkoproteiny
turze spowoduje syntezę nieprawidłowych struk- Onkoproteiny należą do kilku czynnościowo
turalnie i czynnościowo białek, czyli onkoprotein. różnych klas w zależności od tego, jaką rolę w pro-
Natomiast zaburzenia regulacji ekspresji wywołają cesie proliferacji komórki spełniają białka odpowia-
wzmocnienie lub osłabienie sygnałów kontrolują- dających im protoonkogenów (tab. 2). Przypomi-
cych wzrost, różnicowanie i proliferację komórek. nają one białka kodowane przez protoonkogeny, ale
Na poziomie komórki onkogeny wywołują trans- na ich syntezę nie wpływają już elementy regula-
formację nowotworową (zmiany fenotypu) w spo- torowe. Jak już wspomniano, proliferację inicjuje
sób dominujący, to znaczy do wywołania efektu wiązanie się czynnika wzrostu z jego receptorem
wystarczy jeden allel. w błonie komórkowej, co prowadzi do pobudzenia
Najczęstszą zmianą stwierdzaną w dominują- receptora i aktywacji białek przekaz
nikowych po
cych onkogenach nowotworów człowieka są mu- wewnętrznej stronie błony komórkowej, przenie-
tacje genu RAS. Występują one w około 20% sienia (transdukcji) sygnału do jądra i aktywacji
wszystkich nowotworów człowieka (a np. w 90% czynników inicjujących transkrypcję DNA. Teraz
raków trzustki). Wystarczy punktowa mutacja, po- komórka może wejść w cykl komórkowy wiodący
wodująca, że guanozyna (G) zostaje zamieniona na do mitozy. W tej kaskadzie wydarzeń molekular-
tyminę (T) w ramce odczytu protoonkogenu H-RAS, nych biorą udział produkty białkowe różnych pro-
i powstaje onkogen H-RAS. W wyniku tej substytu- toonkogenów (wykazujące funkcje czynników
cji glicyna białka kodowanego przez protoonkogen wzrostu, ich receptorów, białek zaangażowanych
zostaje zastąpiona przez walinę w białku kodowa- w transdukcję sygnałów z błony komórkowej do
nym przez onkogen. Ta drobna zmiana wystarczy wnętrza komórki, regulatorów transkrypcji DNA
do zapoczątkowania transformacji nowotworowej, i cyklu komórkowego). Poniżej podano tylko kilka
ponieważ jej następstwem jest zablokowanie ak- przykładów, ponieważ zakres tego artykułu nie po-
tywności GTP-azowej białka RAS, co powoduje, że zwala na omówienie większości z nich.
białko to raz aktywowane nie może się zdezakty- Czynniki wzrostu (np. PDGF, czynnik wzrostu
wować i nieprzerwanie pobudza komórkę do mi- fibroblastów [FGF, fibroblast growth factor], trans-
tozy (komórka pozostaje w stanie  ciągłego pobu- formujący czynnik wzrostu a [TGF-a, transforming
dzenia ). growth factor a]), nawet produkowane w nadmia-
Aktywacja protoonkogenu może być spowodo- rze, nie mogą same wywołać transformacji nowo-
wana zwielokrotnieniem liczby jego prawidłowych tworowej. Stanowią one raczej podatną  glebę dla
kopii nawet do kilkuset (amplifikacja). Na przykład, tej transformacji, ponieważ, wiążąc się ze swoisty-
w neuroblastoma za pomocą fluoroscencyjnej hy- mi receptorami w błonie komórkowej, uruchamiają
brydyzacji in situ (FISH, fluorescence in situ hybri- reakcję łańcuchową prowadzącą do proliferacji,
dization) można stwierdzić amplifikację MYCN pod a to zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia
postacią tak zwanych minipar (ang. double minu- mutacji, które mogą się przyczynić do onkogene-
tes, dmin), czyli licznych, bardzo małych fragmen- zy. Natomiast w już istniejącym nowotworze nad-
tów pozachromosomowego DNA albo regionów o za- produkcja czynników wzrostu, na drodze autokryn-
tartej strukturze prążkowej (HSR, homogenous sta- nej lub parakrynnej stymulacji, może wydatnie
ining regions). Na ogół amplifikacja protoonkoge- przyspieszyć jego wzrost. Nadekspresja czynników
nów wiąże się ze złym rokowaniem. wzrostu, takich jak na przykład FGF2, PDGF oraz
www.ppn.viamedica.pl
130
Wenancjusz Domagała, Karcynogeneza i ścieżki sygnałowe nowotworów ośrodkowego układu nerwowego
ich receptorów, często występuje w glejakach formacji nowotworowej. Na przykład, amplifika-
o różnym stopniu złośliwości [2]. Na przykład, ko- cja MYC i związana z nią nadekspresja białka MYC
mórki astrocytoma i osteosarcoma produkują nad- występują w 15 30% nowotworów człowieka
mierne ilości PDGF w związku z nadekspresją (m.in. amplifikacja MYCN w neuroblastoma). MYC
c-SIS (który koduje jego łańcuch b). Ponieważ ko- wykazuje działanie plejotropowe. Nadekspresja lub
mórki tych nowotworów posiadają również recep- nadmierna aktywacja MYC prowadzi do dysregu-
tory dla PDGF, możliwa jest stymulacja autokryn- lacji cyklu komórkowego, ale MYC współdziała
na i parakrynna. Produkcja lub sekrecja czynników z około 12 15% genów w genomie komórki i może
wzrostu przez komórki nowotworowe nie musi być między innymi zwiększać ekspresję telomerazy
bezpośrednim wynikiem mutacji lub amplifikacji w niektórych komórkach. MYC jest mitogennym
w kodujących je genach. Możliwy jest również czynnikiem transkrypcyjnym zlokalizowanym w ją-
mechanizm pośredni, na przykład aktywowany drze (natomiast np. RAS, zlokalizowany w pobliżu
RAS, chociaż sam nie koduje czynników wzrostu, błony komórkowej, uruchamia kaskadę sygnałową
może pobudzać komórki do nadekspresji i sekrecji białek cytoplazmatycznych, która w konsekwencji
TGF-a, a ten, łącząc się z receptorem dla śródbłon- aktywuje mitogenne czynniki transkrypcyjne).
kowego czynnika wzrostu (EGF, endothelial growth Funkcja i stabilność białka MYC jest regulowana
factor), działa mitogennie. Uważa się [3], że mito- przez jego ilość, homo- i heterodimeryzację oraz
genna ścieżka o największym znaczeniu w patoge- fosforylację. Dla procesów transformacji i progre-
nezie nowotworów wygląda następująco: sji nowotworowej ważne jest, że MYC może sty-
mulować proliferację i blokować różnicowanie się
czynniki wzrostu Ć GFR Ć Grb2 Ć SOS Ć komórek (kompleksy MYC MAX), ale może też
Ć RAS Ć RAF Ć MEK Ć ERK indukować apoptozę przy braku czynników wzro-
stu. Ta delikatna i ściśle regulowana równowaga
gdzie: GFR (growth factor receptors)  receptory ulega zaburzeniu, gdy występuje nadmierna ilość
czynników wzrostu; MEK (mitogen-activated pro- białka MYC lub gdy wskutek translokacji dojdzie
tein kinase/ERK kinase)  kinaza o podwójnej spe- do aktywacji genu MYC, na przykład t(8;14) w chło-
cyficzności: fosforyluje serynę/treoninę oraz tyro- niaku Burkitta.
zynÄ™; ERK (extracellular signal-regulated kinases)
 zewnątrzkomórkowa kinaza regulowana sygna- Geny supresorowe
Å‚owo. Geny supresorowe zapobiegajÄ… transformacji
nowotworowej komórki, kontrolując proliferację.
Zmiany receptorów czynników wzrostu również Utrzymują one prawidłową liczbę komórek za po-
mogą mieć znaczenie onkogenne. Przykładowo, re- mocą supresji proliferacji lub indukcji apoptozy,
ceptory kodowane przez niektóre onkogeny wykazują tak aby w odpowiednim miejscu i czasie liczba
permanentną aktywację nawet bez obecności czyn- komórek utrzymywała się na poziomie fizjologicz-
nika wzrostu. Inaczej mówiąc, komórka zachowuje nym. Właściwe geny supresorowe sprawują bez-
się tak, jakby stale była aktywowana przez wiązanie pośrednią kontrolę przebiegu cyklu komórkowego.
się czynnika wzrostu z jego receptorem, chociaż fakt Tak zwane geny opiekuńcze utrzymują integral-
ten w ogóle nie ma miejsca. Na przykład, w zespole ność genomu (sprawują nad nim opiekę), uniemoż-
MEN 2A punktowa mutacja protoonkogenu RET liwiając propagowanie mutacji. Do  genów opie-
zmienia domenę zewnątrzkomórkową, co powoduje kuńczych należą geny naprawy DNA (NER odpo-
permanentnÄ… dimeryzacjÄ™ i aktywacjÄ™ receptora wiedzialne za XP, ATM odpowiedzialny za ataxia
glejopochodnego czynnika neurotropowego (GDNF, teleangiectasia, MRG [mismach repair genes] od-
glial cell-derived neurotrophic factor), występującego powiedzialne za HNPCC, a także BRCA1 i BRCA2).
w komórkach neuroendokrynnych, takich jak rdzeń Inaktywacja  genów opiekuńczych umożliwia
nadnercza lub komórki C tarczycy. Nadekspresja re- transformację nowotworową pośrednio przez na-
ceptora (np. ERB-B1 w glejakach), spowodowana rastanie genetycznej niestabilności, która zwiększa
amplifikacją kodującego go genu, zwiększa wrażli- prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji wszyst-
wość komórek nowotworowych na działanie nawet kich genów, w tym tak zwanych genów kluczniko-
małych ilości czynnika wzrostu. wych.  Geny klucznikowe wpływają bezpośred-
Aktywatory transkrypcji. Zaburzenia (mutacje) nio na wzrost nowotworów przez hamowanie pro-
genów kodujących czynniki transkrypcyjne desta- liferacji lub promocję apoptozy. Niektóre spośród
bilizują procesy wzrostu i proliferacji istotne w trans- nich wykazują specyficzność tkankową, co powo-
www.ppn.viamedica.pl
131
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny, 2007, tom 3, nr 3
duje, że inaktywacja takiego genu wywołuje okre- odgrywają rolę w transformacji nowotworowej
ślony nowotwór. Na przykład, wrodzone mutacje i progresji glejaków oraz niektórych innych nowo-
obydwu alleli RB1, NF1, APC, VHL wywołują odpo- tworów układu nerwowego.
wiednio: nowotwory siatkówki, komórek Schwan- Gen RB koduje białko, które decyduje o wejściu
na, jelita grubego i nerek. komórki w cykl komórkowy (ryc. 1). W postaci ak-
Postulowane przez Kinzlera i Vogelsteina istnie- tywnej uniemożliwia komórce przejście z fazy G1
nie tak zwanych genów kształtujących podścieli- do fazy S cyklu komórkowego. Inaktywacja pRB
sko, w którym rozwija się nowotwór nabłonkowy, przez fosforylację pozwala komórce na wejście
pozostaje obecnie w fazie hipotezy, choć najnow- w fazę S (uwalniają się czynniki transkrypcyjne
sze wyniki badań sugerują, że ta grupa genów może z grupy E2F, z którymi pRB jest związany w ko-
mieć znaczenie w karcynogenezie raka sutka. mórce spoczynkowej, co aktywuje transkrypcję
Prawidłowa funkcja genów supresorowych jest genów niezbędnych do wejścia komórki w fazę S)
niezbędna, aby ryzyko wystąpienia nowotworu i dalej, aż do fazy M, w której następuje defosfory-
było jak najmniejsze. W tym sensie są one przy- lacja i znowu pRB zostaje w postaci aktywnej.
czyną  supresji nowotworów , to znaczy utrudniają Z powyższego wynika, że gdy pRB jest nieobecne
lub uniemożliwiają ich powstawanie. Gdy obydwie w komórce (np. wskutek mutacji lub delecji) lub
kopie genu są inaktywowane, zwykle komórka uzy- gdy dojdzie do mutacji genów, które kontrolują fos-
skuje zdolność do niekontrolowanej i zwiększonej forylację pRB (np. CYKLINA D, CDK-4, CDKN2A),
proliferacji oraz ma większe szanse przeżycia. Tak komórka może swobodnie i w sposób niekontrolo-
jest w większości przypadków i to właśnie stano- wany wejść w cykl komórkowy.
wi podłoże karcynogenezy. Inaczej mówiąc, taka Gen RB jest umiejscowiony na chromosomie
komórka może wejść na ścieżkę transformacji no- 13q14. Gdy oba allele RB w retinoblaście są inak-
wotworowej. Geny supresorowe wykazujÄ… w ko- tywowane lub utracone, rozwija siÄ™ z niego retino-
mórce działanie recesywne, czyli aby powstał no- blastoma. W badaniach molekularnych siatkówcza-
wotwór, obydwa allele genu muszą być inaktywo- ków w pełni potwierdzono hipotezę  dwóch mu-
wane (utrata funkcji genu). Wyjątkowo wystarczy tacji (two hits) Knudsona, w której przed laty za-
inaktywacja tylko jednej kopii genu (tzw. niewydol- proponował on, że występowanie dziedzicznych
ność haploidalna), na przykład NF-1, by powstały i sporadycznych postaci siatkówczaka wymaga
liczne nowotwory. Jednak w większości przypad- dwóch odrębnych mutacji. W postaci dziedzicznej
ków, aby uzyskać efekt transformacji, konieczna pierwsza mutacja występuje we wszystkich komór-
jest utrata heterozygotyczności, czyli inaktywacja kach organizmu (od jednego z rodziców). Druga
obydwu kopii genu. Podsumowując, białka kodo- mutacja zachodzi w jednym z retinoblastów (lub
wane przez geny supresorowe hamują proliferację w komórce prekursorowej). Prawdopodobieństwo
komórek, a onkoproteiny ją stymulują. takiego zdarzenia jest dość duże, dlatego nowotwór
Dwa spośród ponad 100 opisanych genów sup- występuje wcześnie, w młodszym wieku, bywa
resorowych, RB i TP53, pełnią kluczową rolę, po- wieloogniskowy i obustronny. W postaciach spo-
nieważ w większości nowotworów człowieka dys- radycznych obie mutacje występują w jednym i tym
regulacji ulegają ścieżki przepływu sygnałów kon- samym retinoblaście. Prawdopodobieństwo takie-
trolowane właśnie przez białka kodowane przez te go wydarzenia jest bardzo małe, a nowotwór wy-
dwa geny. Ponieważ jedną z podstawowych przy- stępuje u nieco starszych dzieci, jednoogniskowo
czyn transformacji nowotworowej jest utrata kon- i jednostronnie.
troli nad przebiegiem cyklu komórkowego, w więk- W rozwoju glioblastoma* dochodzi do utraty
szości nowotworów człowieka występują mutacje wielu genów supresorowych. Utrata RB wydaje się
przynajmniej w jednym z głównych genów regu- ważna, ponieważ transfer genu RB do komórek gle-
lujących cykl, to znaczy RB, TP53, CDK4, CYKLI- jaka, za pośrednictwem adenowirusa jako wekto-
NA D lub CDKN2A. Poniżej omówiono tylko naj- ra, hamuje jego wzrost [4]. W większości gliobla-
ważniejsze informacje dotyczące RB, TP53 i kilku stoma prawdopodobnie występuje inaktywacja
innych wybranych genów supresorowych, które ścieżki p16 CDK4/cyklina D1 pRB [5].
*Nowotwór ten do niedawna zwano glioblastoma multiforme   glejak wielopostaciowy  i ta nazwa dobrze opisywała
rzeczywistość. Według nowej klasyfikacji WHO (Kleihues P., Cavenee W.K. Pathology and genetics of tumours of the nervo-
us system. World Health Organization classification of tumours. IARC Press, Lyon 2000) nazywany jest on glioblastoma.
W konsekwencji w języku polskim powinien nosić nazwę  glejak zarodkowy (podobnie jak np. neuroblastoma  nerwiak
zarodkowy)
www.ppn.viamedica.pl
132
Wenancjusz Domagała, Karcynogeneza i ścieżki sygnałowe nowotworów ośrodkowego układu nerwowego
Rycina 1. Schemat cyklu komórkowego: cykl komórkowy  kręci się dzięki działaniu kinaz cyklinozależnych (CDK, cyclin dependent
kinase), które fosforylują odpowiednie białka (np. pRb) znajdujące się w tak zwanych punktach kontrolnych, co umożliwia komórce
przejście z jednej fazy cyklu w następną. Kinazy te zostają aktywowane przez fosforylację po związaniu z cyklinami, które są syntetyzowa-
ne w odpowiednich fazach cyklu. W fazie G1 następuje synteza  najpierw cykliny D (która wiąże się z CDK4 i CDK6), a następnie cykliny
E (która wiąże się z CDK2). Kompleksy cyklina D&CDK4 fosforylują pRb, co uwalnia białka E2F aktywujące transkrypcję genów niezbęd-
nych do przejścia komórki przez fazę S. Akumulacja kompleksu cykliny A z CDK2 i CDK1 rozpoczyna się w fazie S. Kompleksy te są
niezbędne do przejścia komórki z fazy G2 w M. Kompleks cykliny B z CDK1 fosforyluje białka niezbędne do mitozy. Aktywność komplek-
sów cyklin z CDK hamują inhibitory CDK; należą do nich białka p15, p16, p18, p19, czyli inhibitory cyklin D&CDK4 i D&CDK6 (zielona linia
na zewnątrz koła w fazie G) oraz białka p21, p27 i p57, które są inhibitorami wszystkich kompleksów CDK (zielona linia na zewnątrz koła
w całym cyklu). Według [1]
Gen supresorowy TP53 jest zlokalizowany na ce lub ultrafioletowe albo przez czynniki endogen-
chromosomie 17p13. Białko P53 wiąże się z DNA, ne. Pomijając szczegółowy opis mechanizmu mo-
wpływając na wiele funkcji komórki, między in- lekularnego działania TP53, trzeba przyznać, że
nymi kontroluje transkrypcję wielu innych genów, sposób jego działania jest fascynujący, ponieważ
wpływa na apoptozę i syntezę DNA. Białko P53 to samo białko P53 kieruje komórkę albo na drogę
uniemożliwia wejście w cykl komórkowy tym ko- naprawy DNA lub, gdy to się nie uda, na ścieżkę
mórkom, które mają uszkodzony DNA. Dlatego apoptozy. W warunkach prawidłowych okres pół-
TP53 nazywa się czasem  strażnikiem genomu lub trwania białka P53 wynosi tylko około 20 minut,
lepiej  aniołem stróżem genomu , gdyż unieczyn- ponieważ szybko ulega degradacji w procesie ubikwi-
nienie TP53 inicjuje mitozę komórki z uszkodzo- tynizacji. Natomiast uszkodzenie DNA indukuje
nym DNA, co może prowadzić do propagacji uszko- wiele wydarzeń molekularnych, które doprowa-
dzenia i dalszych zmian ułatwiających transforma- dzają do zmiany konformacji przestrzennej P53, co:
cję nowotworową. Zatem, w przeciwieństwie do " utrudnia wiązanie z MDM2 (które doprowadzi-
pRB, które  stoi przy bramie punktu kontrolnego łoby do degradacji P53), a więc następuje szyb-
prawidłowego cyklu komórkowego, P53 pojawia się ki wzrost ilości P53 w komórce;
w cyklu (raczej, można by powiedzieć, jak  anioł " umożliwia wiązanie się P53 z DNA i podjęcie
niż ciągle stojący  strażnik ), aby go wstrzymać, funkcji czynnika transkrypcyjnego.
gdy DNA komórki jest uszkodzone przez mutagen- Następuje transkrypcja szeregu genów, które
ne czynniki chemiczne, promieniowanie jonizują- biorą udział w naprawie DNA lub apoptozie. Do
www.ppn.viamedica.pl
133
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny, 2007, tom 3, nr 3
syntetyzowanych białek należy między innymi częstszych zmian genetycznych występujących
p21/WAF, które, hamując tworzenie kompleksów w glejakach o dużej złośliwości. Obecność prawi-
cyklina/CDK, uniemożliwia fosforylację pRB, a co dłowego (niezmutowanego) CDKN2A zapobiega fos-
za tym idzie  wejście w fazę S. Z tego i jeszcze forylacji pRB w komórkach glejaków człowieka, co
innych powodów cykl komórkowy zostaje zatrzy- sugeruje, że mutacje tego genu mogą mieć istotne
many w póz
nej fazie G1. Jeżeli naprawa DNA jest znaczenie w procesie zezłośliwienia glejaków [8].
udana, P53 aktywuje MDM2, którego produkt biał- Gen NF-1 (17q11.2) koduje białko (zwane neuro-
kowy wiąże się z nim, co obniża ilość P53 w ko- fibrominą), które aktywuje GTP-azę, co ułatwia przej-
mórce i otwiera wejście w fazę S. Jeżeli naprawa ście RAS z postaci aktywnej (GTP-RAS) w postać nie-
jest nieudana, P53 aktywuje geny indukujące apop- aktywną (GDP-RAS). Inaktywacja NF-1 powoduje, że
tozę. Dzięki tym mechanizmom nie dochodzi do białko RAS pozostaje w stanie permanentnej akty-
propagacji mutacji na komórki potomne. Unieczyn- wacji, indukując proliferację. Wrodzone mutacje
nienie genu TP53 przez wrodzone lub somatyczne w tym genie występują w neurofibromatozie typu I,
mutacje (lub inne mechanizmy, np. wiązanie P53 w której stwierdza się liczne nerwiakowłókniaki,
z MDM2 albo białkiem E6 wirusa HPV) powoduje, a także zwiększone ryzyko rozwoju licznych nowo-
że białko P53 nie wiąże się z DNA w odpowiednim tworów, między innymi oponiaków.
miejscu, nie dochodzi do transkrypcji odpowied- Mutacje genu NF-2, (który koduje białko merli-
nich (ww.) genów ani do zatrzymania cyklu w fa- nę wiążące się z aktyną i CD44) prawdopodobnie
zie G1; nie następuje ani naprawa DNA, ani induk- zaburzają przekazywanie sygnałów na granicy ko-
cja apoptozy. Zaburzenia (mutacje) DNA zostają mórka/macierz pozakomórkowa. Wrodzone muta-
przeniesione do komórek potomnych, prowadząc cje w tym genie predysponują do rozwoju neurofi-
do transformacji nowotworowej. bromatozy typu II, obarczonej zwiększonym ryzy-
Mutacje w TP53 występują w więcej niż połowie kiem rozwoju schwannoma acousticum, oponiaków
nowotworów człowieka, w większości przypadków i glejaków, a szczególnie wyściółczaków rdzenia
guzów sporadycznych. W rzadko spotykanym zespo- kręgowego. Mutacje genu NF-2 są najczęstszą mo-
le Li-Fraumeni mutacja TP53 jest zmianÄ… wrodzonÄ…, lekularno-genetycznÄ… zmianÄ… w oponiakach, wys
która predysponuje do rozwoju różnych nowotwo- tępujących zarówno w neurofibromatozie typu II,
rów, w tym również nowotworów ośrodkowego ukła- jak i w oponiakach sporadycznych. W tych ostat-
du nerwowego (OUN)  ryzyko wystąpienia nowo- nich występują w około 60% przypadków (w 70
tworu złośliwego u tych chorych jest 25 razy więk-  80% oponiaków fibroblastycznych, ale tylko w ok.
sze. Wyjaśnienie związku funkcji TP53 z naprawą 25% oponiaków meningotelialnych). Delecje regio-
DNA i apoptozą pozwoliło zrozumieć niektóre aspek- nu 22q12 (gdzie znajduje się NF-2) występują
ty terapii nowotworów. Ponieważ radio- i chemiote- w około 50% oponiaków [9, 10]. Częstość mutacji
rapia uszkadzajÄ… DNA, nowotwory z prawidÅ‚owym jest podobna w anaplastycznych (III°), atypowych
TP53 bÄ™dÄ… lepiej reagować na leczenie, gdyż komór- (II°) i dobrze zróżnicowanych (I°) oponiakach, stÄ…d
ki nowotworowe z uszkodzonym DNA podlegają wniosek, że mutacje NF-2 nie mają związku z pro-
apoptozie. I przeciwnie: guzy ze zmutowanym TP53 gresją złośliwości oponiaków. To raczej progresja
są raczej oporne na radio- i chemioterapię (np. raki złośliwości ma związek z pogłębiającą się niesta-
jelita grubego lub niektóre glejaki). bilnością genomową wyrażającą się utratą (m.in.
Gen CDKN2A, zlokalizowany na chromosomie na chromosomach 1p, 6q, 14q) i pozyskiwaniem
9p21, jest z
ródłem dwóch różnych transkryptów, (m.in. na chromosomach 12q, 1q, 9q, 20q) dodat-
które kontrolują przejście komórki z fazy G1 do fazy S. kowego materiału genetycznego.
Białko p14ARF stabilizuje P53 (ponieważ wiąże się Gen PTC (PTCH) koduje białko Patched znajdu-
z MDM2, co zapobiega degradacji P53). Białko p16/ jące się w błonie komórkowej. Jest ono receptorem
/INK4A jest inhibitorem kinazy CDK4. Inaktywa- czynników wzrostu z rodziny białek hedgehog.
cja CDKN2A (mutacje, hipermetylacja) ułatwia ak- Mutacje w tym genie mają związek z występowa-
tywację kompleksu cyklina D/CDK4 oraz fosfory- niem raków podstawnokomórkowych skóry, raka
lację pRB i/lub degradację P53. Wszystkie te me- trzustki i medulloblastoma (patrz poniżej).
chanizmy zwiększają dynamikę cyklu komórkowe- Gen PTEN koduje specjalne białko, które wyka-
go, umożliwiając powstanie fenotypu podatnego na zuje podwójną aktywność fosfatazową  defosfo-
transformację nowotworową. Mutacje CDKN2A ryluje substraty fosfolipidowe i białkowe. Białko
występują w wysokim odsetku różnych raków oraz to hamuje progresję cyklu komórkowego przez
w glejakach [6, 7]. Delecja 9p21 jest jedną z naj- zwiększenie transkrypcji i stabilizację p27. Gdy
www.ppn.viamedica.pl
134
Wenancjusz Domagała, Karcynogeneza i ścieżki sygnałowe nowotworów ośrodkowego układu nerwowego
białko  homolog fosfatazy i tensyny (PTEN, pho- DNA spowodowane promieniowaniem jonizują-
sphatase and tensin homolog) jest inaktywowane cym) w komórce dochodzi do aktywacji punktów
(np. mutacja PTEN), obniża się stężenie inhibitora kontrolnych uszkodzenia DNA (G1/S, intra-S, G2/M),
cyklu komórkowego, jakim jest p27, i komórka w których odpowiednie białka  tropią powstałe
może wejść w cykl. Mutacje i delecje PTEN wystę- zmiany DNA i za pomocą mediatorów przekazują
pują w różnych rakach (m.in. sutka, endometrium, sygnał do kinaz białkowych i fosfataz, które akty-
stercza) oraz w glioblastoma. wują P53 i inaktywują CDK, aby zatrzymać cykl
komórkowy na czas potrzebny do naprawy (ryc. 2).
Geny regulujące apoptozę Wspomniane punkty kontrolne cyklu komórkowe-
Zahamowanie apoptozy wydłuża okres przeży- go nie stanowią odpowiednika budki celników na
cia komórek, zwiększając liczebność populacji ko- granicy międzypaństwowej. Są to raczej ścieżki
mórek narażonych na działanie karcynogenów oraz biochemiczne, na których wiele białek ciągle mo-
prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji w komór- nitoruje integralność genomu i zdyscyplinowane
kach. Do genów hamujących apoptozę należą na przechodzenie komórki przez fazy cyklu komór-
przykład BCL-2 czy BCL-XL. Geny proapoptotycz- kowego (czas i kolejność przepływu sygnałów).
ne to na przykład BAX, BAD, BID. Dla prawidłowej Przekaz
nikami sygnału w punkcie kontrolnym są
funkcji komórki tak samo ważna jest kontrola proli- kinazy białkowe (m.in. CHEK1/2).
feracji, jak apoptozy. Zaburzenia któregokolwiek Gen CHEK2, kodujący kinazę serynowo-treoni-
z tych procesów mogą prowadzić do transformacji nową, bierze udział w kaskadzie wydarzeń mole-
nowotworowej. W kontroli apoptozy wykorzystywa- kularnych, które prowadzą do zahamowania cyklu
ne są ścieżki sygnałowe Akt/PKB. Mutacje AKT (czę- i naprawy DNA. Mutacje w tym genie są związane
ste w komórkach nowotworowych) powodują zaha- z predyspozycją do występowania między innymi
mowanie apoptozy. Oporność na apoptozę wiąże się glioblastoma, raków sutka i zespołu podobnego do
z opornością na chemioterapię. zespołu Li-Fraumeni [11]. Polimorfizm genu
CHEK2 może mieć związek z rokowaniem chorych
Geny regulujÄ…ce naprawÄ™ DNA z glioblastoma [12].
Miliardy komórek organizmu są stale w ciągu
całego życia narażone na działanie środowisko-
wych czynników mutagennych (promieniowanie
jonizujące, UV, czynniki chemiczne), a w komór-
kach będących w cyklu komórkowym zdarzają się
błędy replikacyjne, które mogłyby być przeniesio-
ne na komórki potomne. Na szczęście istnieją me-
chanizmy szybkiej naprawy DNA, które zapobie-
gają mutacjom  również mutacjom genów odpo-
wiedzialnych za proliferację i różnicowanie się
komórek. W pięć głównych sposobów naprawy
DNA zaangażowanych jest ponad 100 znanych
obecnie genów. Geny zaangażowane w naprawę
DNA nie sÄ… onkogenne, ale zaburzenia (mutacje)
tych genów mogą ułatwiać transformację nowotwo-
rową. Jeżeli mutacje w genach naprawy DNA są
wrodzone, mogą skutkować występowaniem pre-
dyspozycji do pojawienia siÄ™ pewnych nowotwo-
rów (np. rak sutka u nosicielek mutacji w BRCA1).
Mutacje w obydwu allelach genów naprawy DNA
Rycina 2. Elementy punktów kontrolnych uszkodzenia DNA w ko-
powodują wraz z kolejnymi podziałami akumula-
mórkach człowieka; ATM  ataxia teleangiectasia mutated; ATR
cję błędów replikacyjnych (również akumulację
 ataxia teleangiectasia related; RFC (replicative factor C)  czyn-
mutacji w genach supresorowych lub onkogenach). nik replikacyjny C; 9-1-1  Rad 9-Rad1-Hus1; MDC1 (mediator of
DNA damage checkpoint 1)  białko wyłączające czynniki trans-
W wyniku tych zaburzeń powstaje niestabilność
krypcji wokół uszkodzonego DNA ; 53BP (p53 binding protein ) 
genomowa, która stanowi podłoże zespołów nie-
białko wiążące p53. Zmodyfikowano na podstawie: Sancar A. i wsp.
stabilności genomowej. W odpowiedzi na uszko-
Molecular mechanisms of mammalian DNA repair and the DNA
dzenie DNA (np. pęknięcia jedno- i dwuniciowego damage checkpoints. Ann. Rev. Biochem. 2004; 73: 39 85
www.ppn.viamedica.pl
135
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny, 2007, tom 3, nr 3
Gen BRCA1 współdziała z szeregiem genów bio- umożliwić syntezę nowych leków przeciwnowo-
rących udział w naprawie DNA, regulując ekspre- tworowych [15, 16]. Ważnymi mediatorami w pro-
sję genów zaangażowanych na różnych ścieżkach gresji złośliwych glejaków są kinaza FAK i kinaza
naprawy DNA. Białko kodowane przez BRCA1 Pyk2  niereceptorowe, cytozolowe kinazy tyro-
łączy się i współdziała z białkami zaangażowany- zynowe. Od równowagi między nimi może zale-
mi w naprawę DNA (np. CHEK2) oraz z białkami żeć zarówno wzrost, jak i inwazyjność komórek
regulującymi cykl komórkowy (pRB, p21, p27, nowotworowych. Identyfikacja istotnych kompo-
CDK2). Inaktywacja BRCA1 zwiększa podatność na nentów ścieżek sygnałowych, w których wyżej
występowanie nowotworów (m.in. raka sutka, jaj- wymienione białka biorą udział, pozwoli wyjaśnić
nika, prostaty), ponieważ dochodzi do nagroma- proces inwazji, a może też mieć znaczenie terapeu-
dzenia się w komórce zaburzeń cyklu komórkowe- tyczne [16].
go i zaburzeń chromosomowych, co może prowa- Zaburzenia molekularne odgrywają rolę nie tyl-
dzić do transformacji nowotworowej lub do apop- ko w karcynogenezie, ale mają także znaczenie dia-
tozy. Wyniki najnowszych badań nad zwierzęcy- gnostyczne i rokownicze, na przykład utrata 1p
mi modelami glejaków sugerują udział BRCA1 w ge- i 19q w oligodendroglioma wiąże się z lepszym ro-
nezie tych guzów [13]. kowaniem [17]. Z genezą glejaków (np. astrocytoma
Geny hMSH2 i hMLH1 to tak zwane geny muta- i oligodendroglioma) o różnym stopniu złośliwości
torowe, czyli geny naprawcze błędnie sparowanych związane są specyficzne ścieżki molekularne. Cho-
zasad. Inaktywacja tych genów powoduje nagro- ciaż molekularne mechanizmy związane z inwazyj-
madzenie mutacji w komórce i niestabilność geno- nością glejaków poznano dopiero częściowo, na
mową, a w następstwie może prowadzić do powsta- podstawie cech molekularno-genetycznych można
nia nowotworów (np. HNPCC  dziedziczny rak już wyróżnić kilka podtypów glioblastoma [18]. Zi-
jelita grubego bez polipowatości). Ekspresję białka dentyfikowano 12 białek (m.in. EGFRpTyr845,
hMSH2 około 2-krotnie częściej stwierdzono w glio- AKTpThyr308, PI3K, MMP9, VEGF, fosforylowane
blastoma niż w astrocytoma II°. Znaczenie tych pRB, Bcl-2) odgrywajÄ…cych rolÄ™ na Å›cieżkach sygna-
wyników trudno obecnie wyjaśnić. łowych związanych z proliferacją, apoptozą, angio-
genezą i inwazją, które pozwalają zróżnicować glio-
Telomeraza blastoma i glioma o małej złośliwości [19].
Skracaniu telomerów (które znajdują się na koń- Zmiany molekularne występujące w złośliwych
cach chromosomów i ulegają skróceniu przy każ- glejakach dotyczą głównie kontroli cyklu komórko-
dym podziale komórki) zapobiega enzym telome- wego i proliferacji. Stosowane obecnie programy
raza. Wykazano, że prawie wszystkie glejaki zawie- chemioterapii są skierowane przeciwko komórkom
rają telomerazę, a aktywność tego enzymu jest więk- proliferującym, natomiast komórki nowotworowe
sza w glejakach o dużym stopniu złośliwości i ma mające zdolność naciekania, ale niebędące w cyklu
związek z rokowaniem [14]. komórkowym, pozostają nietknięte. Dokładna ana-
liza ścieżek sygnałowych związanych z proliferacją,
Molekularne mechanizmy inwazyjnością i apoptozą może mieć nie tylko zna-
związane z inwazyjnością glejaków
czenie diagnostyczne i prognostyczne, ale może rów-
Podobnie jak inne nowotwory złośliwe, glejaki
nież dostarczyć nowych możliwości zastosowania
powstajÄ… w procesie wielostopniowej transforma- terapii odpowiednio celowanej na poziomie mole-
cji komórek prekursorowych, w których dochodzi
kularnym.
do akumulacji wielu zaburzeń genetycznych (m.in.
Zainteresowanie budzą również znacznie mniej
amplifikacji genów, mutacji punktowych, utraty
znane ścieżki molekularne związane ze zdolno-
chromosomów). Do znanych zaburzeń genetycz- ścią do inwazji komórek glejaków. Inwazyjność
nych w progresji glejaków należą: utrata PTEN, am- jest skomplikowanym mechanizmem, który obej-
plifikacja EGFR, deregulacja RAS i aktywacja ścieżki
muje zmiany środowiska wewnątrz- i zewnątrz-
sygnałowej kinazy 3-fosfatydyloinozytolowej (PI3K,
komórkowego oraz zmiany adhezyjności na gra-
phosphatidylinositol 3-kinase) [15]. Fosforylacja
nicy komórka/komórka, komórka/macierz pozako-
AKT w pozycji Thr308 (a nie Ser473) jest związa- mórkowa. Biorą w nim udział, z jednej strony,
na z glioblastoma, co sugeruje specyficzne zabu- enzymy degradujące macierz pozakomórkową (ka-
rzenie ścieżki aktywacji PI3K w czasie progresji
tepsyny, metaloproteinazy, proteazy serynowe)
glejaka. Identyfikacja specyficznych zaburzeń en- [20], a z drugiej  zmiany ruchliwości komórki,
zymatycznych zaangażowanych w progresji może
które zależą od zmian cytoszkieletu, a w szcze-
www.ppn.viamedica.pl
136
Wenancjusz Domagała, Karcynogeneza i ścieżki sygnałowe nowotworów ośrodkowego układu nerwowego
gólności  mikrotubul, mikrofilamentów aktyno- nego glioblastoma. Około 60% tych nowotworów
wych, włókienek pośrednich i współpracujących wykazuje nadekspresję białka, a około 40%  am-
z nimi cząsteczek adhezyjnych. Molekularne plifikację genu. Natomiast we wtórnych glioblasto-
zmiany aparatu migracyjnego komórki, które mają ma do najważniejszych zmian należą mutacje TP53
związek z inwazyjnością glejaków, dotyczą 3 ście- (> 65% vs. tylko ok. 10% w pierwotnych gliobla-
żek sygnałowych, w których biorą udział: 1) czyn- stoma). W ponad 90% przypadków mutacje w tym
niki transkrypcyjne NF-kb (nuclear factor kb); 2) genie stwierdza się już w pierwszej biopsji astrocy-
kinazy tyrozynowe niereceptorowe FAK i Pyk-2; 3) toma. Akumulacja białka P53 występuje w ponad
drobnocząsteczkowe GTP-azy z rodziny Rho (RhoA 90% wtórnych i tylko w około 30% pierwotnych
i Rac1) [16]. glioblastoma. Odsetek komórek glejaka z akumu-
Wyniki dotychczasowych badań wskazują, że lacją P53 wzrasta w każdej następnej biopsji. Inak-
różne molekularne ścieżki są zaangażowane w pa- tywacja TP53 może się wiązać z występowaniem
togenezę pierwotnego (de novo) i wtórnego gliobla- mutacji w tym genie lub z zaburzeniami genów,
stoma (powstałego wskutek progresji, czyli uzło- które wpływają na jego funkcję (degradację), na
Å›liwienia, z astrocytoma II° lub z anaplastycznej przykÅ‚ad delecje CDKN2A lub amplifikacja MDM-2.
postaci astrocytoma). Rycina 3 obrazuje dwie Mutacje TP53 często występują w różnych nowo-
z nich, ale prawdopodobnie istnieją też inne. Porów- tworach złośliwych, a delecja 17p (na którym TP53
nanie obydwu ścieżek wskazuje, że nadekspresja jest zlokalizowany) jest częsta w glejakach. Jak
receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR, wyżej wspomniano, odpowiedz
na radioterapiÄ™
epidermal growth factor receptor) i amplifikacja zależy między innymi od stanu genu TP53.
genu EGFR jest cechÄ… charakterystycznÄ… pierwot- Zatem w rozwoju pierwotnego glioblastoma od-
grywa rolÄ™ amplifikacja/nadekspresja EGFR i MDM2.
Wtórne glioblastoma powstające z astrocytoma cha-
rakteryzujÄ… siÄ™ wysokim odsetkiem mutacji TP53.
Delecje p16 częściej występują w pierwotnym niż
we wtórnym glioblastoma [21].
W powstaniu glejaków odgrywa rolę aktywacja
onkogenów lub inaktywacja genów supresorowych,
które zaburzają molekularne ścieżki sygnałowe za-
angażowane w kontrolę cyklu komórkowego i róż-
nicowania. Prowadzi to do zahamowania apopto-
zy, utraty kontroli nad proliferacjÄ… i uzyskania
przez komórki zdolności do inwazji i przerzutowa-
nia. W kaskadzie wydarzeń molekularnych niektó-
re zmiany występują wcześnie, a inne na póz
nych
etapach progresji. Na przykład, do wczesnych
zmian w astrocytoma należą mutacje TP53, a w oli-
godendroglioma  utrata 19q i 1p. Inaktywacja
PTEN i p16/CDKNA oraz amplifikacja EGFR wy-
stępują póz
niej (PTEN i p16 sÄ… negatywnymi regu-
latorami specyficznych reakcji enzymatycznych
w komórkach gleju).
Delecje chromosomów 1p, 9p, 10, 13q, 17p, 19q
i 22q często występują w astrocytoma [22 25]. Nie-
które z nich obejmują znane geny supresorowe, na
przykład PTEN (chromosom 10) lub TP53 (17p)
z oczywistymi konsekwencjami zwiÄ…zanymi z ich
Rycina 3. Zmiany molekularne zwiÄ…zane z powstawaniem glio-
inaktywacją (omówionymi wyżej). Wykazano, że
blastoma de novo (g. primarium) i z progresjÄ… od astrocytoma II°
do glioblastoma IV° (g. secundarium); PDGF-A (platelet-derived przynajmniej jeden z czterech głównych genów
growth factor A)  płytkowy czynnik wzrostu A; PDGFR-a (platelet-
supresorowych (TP53, RB, PTEN, P16) ulega inak-
-derived growth factor receptor a)  receptor płytkowego czynni-
tywacji w ponad 90% glejaków hodowanych in vit-
ka wzrostu; Ø  zahamowanie ekspresji; (m)  mutacje; `" 
ro, a dwa z nich były inaktywowane w 60% bada-
nadekspresja; (a)  amplifikacja; (del)  delecja. Zmodyfikowa-
no na podstawie: Kleihues i Ohgaki. Neurooncology 1999 nych glejaków in vitro [26]. Podobne zaburzenia
www.ppn.viamedica.pl
137
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny, 2007, tom 3, nr 3
ekspresji genów supresorowych stwierdza się w ko- wrażliwość komórek w hodowli na promieniowa-
mórkach glejaków pobranych bezpośrednio od cho- nie jonizujące [36].
rych [27]. AktywujÄ…c RAS, PDGFR pobudza przynajmniej
W około 40% glioblastoma stwierdza się ampli- trzy ścieżki sygnałowe: Raf, Ral-GEF (guanine nuc-
fikację tego regionu chromosomu 7, który koduje leotide exchange factor) oraz PI3K, która odgrywa
EGFR, co wydatnie zwiększa ekspresję tego recep- ważną rolę w ruchliwości komórki [3]. Ścieżka sy-
tora na powierzchni komórek nowotworowych. gnałowa kinazy PI-3 jest jedną spośród kilku ście-
Jednoczesna ekspresja jego ligandów (tzn. EGF żek sygnałowych implikowanych w powstawaniu
i TGF-a) umożliwia stymulację auto- i parakrynną, glejaków o dużej złośliwości. Inaktywacja PTEN
która aktywuje ścieżki sygnałowe kinazy MAP (która często występuje w glioblastoma) również
i kinazy PI-3, które stymulują proliferację, angio- zwiększa aktywność ścieżki sygnałowej kinazy PI-3.
genezę i oporność na apoptozę [28]. Amplifikacji Zarówno ta kinaza, jak i inne elementy jej ścieżki
EGFR często towarzyszy rearanżacja genów, która sygnałowej są potencjalnym celem terapii glejaków,
powoduje takie zmiany białka receptorowego, że (np. inhibitory mTOR [substratu AKT-1], między
albo wykazuje ono aktywność kinazy niezależnie innymi rapamycyna [37]). Aktywność kinazy PI-3
od obecności liganda, albo zależną od liganda, ale jest hamowana przez PTEN. Białko to wpływa na
wzmożoną aktywność sygnałową [29]. Jedna z tych inwazję i migrację komórek nowotworowych
mutacji  EGFR, zwana EGFRvIII lub delta-EGFR, w hodowli [38], między innymi zmniejsza zdolność
dość często występuje w pierwotnych glejakach, do tworzenia nowotworów przez komórki glejaka
zaś rzadko w glejakach wtórnych. Wyniki badań z hodowli. Mutacje PTEN mają związek z krótszym
nad rolą EGFR i jego ścieżkami sygnałowymi w gle- przeżyciem chorych z glejakami [39]. Chociaż po-
jakach już wykorzystano w próbach leczenia tych tencjalne znaczenie ścieżek sygnałowych zaanga-
nowotworów. Istnieją różne możliwości; jedną żowanych w cyklu komórkowym i apoptozie wy-
z nich są monoklonalne przeciwciała przeciw ze- daje się oczywiste w etiopatogenezie guzów móz-
wnątrzkomórkowej domenie receptora, które go gu, nie wiadomo jeszcze, czy i w jakim stopniu ist-
blokują, uniemożliwiając wiązanie z ligandem (co nieje związek między polimorfizmem genów zaan-
prowadziłoby do aktywacji ścieżki sygnałowej) gażowanych na tych ścieżkach a ryzykiem wystą-
[30]. Okazało się również, że zablokowanie ścieżki pienia guza mózgu. Wykazano, że częste polimor-
sygnałowej EGFR zwiększa wrażliwość komórek fizmy genów CASP8, CCND1, CCNH i MDM2 mogą
glejaków na radioterapię. Glioblastoma z nade- się wiązać z ryzykiem występowania oponiaków
kspresją EGFR wykazują oporność na radioterapię, i glejaków [40].
natomiast odpowiedz
na ten sposób leczenia jest
znacznie lepsza u chorych z glioblastoma niewy- Komórki macierzyste nowotworu
kazującym ekspresji EGFR [31]. Chociaż przebieg kliniczny glioblastoma jest róż-
W naczyniach włosowatych glejaków z hiper- ny u poszczególnych chorych, nie udało się dotych-
plazją komórek śródbłonka stwierdzono nadekspre- czas wyodrębnić podtypów tego bardzo złośliwe-
sję PDGF-b, co sugeruje jego rolę w angiogenezie. go nowotworu, które mogłyby lepiej reagować na
Nadekspresja PDGF-A i PDGF-B i ich ligandów czę- terapię celowaną. Pierwotne i wtórne glioblastoma
sto występuje w glejakach. Wydaje się, że autokryn- znacznie się różnią na poziomie zaburzeń mole-
na stymulacja związana z tymi czynnikami może kularno-genetycznych [41], ale różnice te nie prze-
mieć związek z rozwojem złośliwego astrocytoma kładają się na odmienną odpowiedz
na terapiÄ™ lub
[32]. Wyniki eksperymentów, w których w różny różne rokowanie. W ciągu ostatnich kilku lat w róż-
sposób inaktywowano PDGF in vivo i in vitro [33] nych nowotworach wykazano obecność komórek
wskazują, że ważną rolę w rozwoju glejaków od- macierzystych nowotworu (CD133+) (cancer stem
grywa ścieżka sygnałowa aktywowana przez PDGF. cells), między innymi w glejakach [42] i w nowo-
Chociaż mutacje RAS w glejakach praktycznie tworach mózgu u dzieci [43]. Stanowią one 1 3%
nie występują, aktywność białka RAS w rozwoju wszystkich komórek nowotworu, są oporne na ra-
glejaków może być zwiększona przez inne mecha- dio- i chemioterapię i mają zdolność pobudzania
nizmy molekularne. O znaczeniu ścieżki aktywa- angiogenezy. Jeszcze nie wiadomo dokładnie, w jaki
cji RAS w glejakach świadczą wyniki badań nad sposób komórki te powstają.
zastosowaniem inhibitorów transferaz farnezylo- Komórki macierzyste mogą się różnicować w kie-
wych w hodowli komórek ludzkich glejaków [34, runku neuronalnym, astro- i oligodendrogleju. Ana-
35]. Zahamowanie aktywności RAS zwiększa też liza ekspresji genów pozwala na molekularną kla-
www.ppn.viamedica.pl
138
Wenancjusz Domagała, Karcynogeneza i ścieżki sygnałowe nowotworów ośrodkowego układu nerwowego
syfikację glioblastoma, w której profil ekspresji ge- warstwy ziarnistej kory móżdżku (przemawia za
nów odzwierciedla poszczególne etapy neurogenezy tym m.in. obecność różnicowania neuronalnego
oraz rokowanie [44]. Z pierwotnego glioblastoma w tych nowotworach). Wykazano eksperymental-
wyodrębniono w hodowli różnicujące się w kierun- nie, że proliferacja prekursorów neuronów oraz ko-
ku neuronalnym macierzyste komórki nowotworo- mórek warstwy ziarnistej móżdżku zależy w du-
we CD133+ i CD133 , co pozwala na subklasyfika- żym stopniu od mitogennego wpływu białka zwa-
cję pierwotnych glejaków, która może mieć impli- nego Sonic Hedgehog (lub Indian Hedgehog) i ak-
kacje terapeutyczne. Natomiast w hodowlach tywności ścieżki sygnałowej uruchamianej przez
z wtórnych glioblastoma nie stwierdzono obecno- połączenie się tego liganda z jego receptorem
ści CD133+ komórek neuronalnych, co sugeruje ich w błonie komórkowej, zwanym Patched (ryc. 4).
pochodzenie z komórek macierzystych innych niż Komórki prekursorowe warstwy ziarnistej móżdż-
neuronalne [42]. ku mogą zostać pobudzone do ciągłej niekontrolo-
wanej proliferacji przez różne zaburzenia genetycz-
Znaczenie molekularnych ścieżek sygnałowych ne, które wywołują dysregulację i konstytutywną
dla diagnostyki i terapii na przykładzie ścieżki
(bez liganda) aktywację ścieżki sygnałowej Hedge-
Hedgehog/Patched w medulloblastoma
hog/Patched (H/P). TakÄ… permanentnÄ… aktywacjÄ™
Rdzeniak zarodkowy jest złośliwym embrional-
ścieżki H/P umożliwiają mutacje genu PTCH ko-
nym nowotworem OUN występującym przede
dującego białko Patched, które występują w około
wszystkim u dzieci. Nowotwory embrionalne OUN
8% przypadków medulloblastoma (szczególnie
są zbudowane z niskozróżnicowanych lub niezróż-
w postaci desmoplastycznej). Również nadekspre-
nicowanych komórek o dużym stopniu złośliwo- sja białka Hedgehog pobudza komórki do perma-
ści. Komórki te często nie wykazują cech różnico-
wania ani na poziomie morfologicznym, ani im-
munohistochemicznym. Chociaż wyróżnia się
wśród nich medulloblastoma, ependymoblastoma
i obwodowy niedojrzały guz neuroektodermalny
(PNET, peripheral primitive neuroectodermal tu-
mor), uważam, że nie można obecnie przedstawić
przekonujących dowodów na rozróżnianie tych no-
wotworów (mimo że tak są sklasyfikowane w po-
dziale WHO). Moim zdaniem nowotwory te powin-
ny być określane jedną nazwą  niedojrzały guz neu-
roektodermalny , gdyż tym są w istocie, lub lepiej
 PNET ośrodkowego układu nerwowego (CPNET,
central primitive neuroectodermal tumor) w odróż-
nieniu od PNET, którego cechą charakterystyczną
jest zrównoważona translokacja t(11;22).
Odkrycie terapeutycznego znaczenia ścieżki sy-
Rycina 4. Ścieżka sygnałowa Hedgehog/Patched  w błonie ko-
gnałowej Hedgehog/Patched w medulloblastoma
mórkowej znajdują się związane ze sobą dwa białka: Smoothened
[45, 46] wskazuje, że w przyszłości ta grupa nie-
i Patched. Gdy Smoothened uwolni siÄ™ od Patched, ulega aktywacji.
dojrzałych nowotworów będzie raczej sklasyfiko- Aktywowane białko Smoothened powoduje, że cytoplazmatyczne
białko Gli przedostaje się do jądra w całości, gdzie działa jako akty-
wana według kryteriów molekularnych, a nie mor-
wator transkrypcji genów napędzających proliferację. (W warunkach
fologicznych, ponieważ dla określenia sposobu le-
prawidłowych Gli ulega w cytoplazmie rozszczepieniu na dwa frag-
czenia i rokowania ma znaczenie nie obraz morfo-
menty, z których tylko jeden przenika do jądra, gdzie pełni funkcję
logiczny (niestety!), ale rodzaj molekularnej ścież- hamującą transkrypcję). Smoothened ma szansę aktywacji na trzy
sposoby: 1) gdy Patched połączy się ze swoim ligandem, zwanym
ki sygnałowej.
Sonic Hedgehog (lub Indian Hedgehog)  jest to fizjologiczne uru-
Z najnowszych badań wynika, że w patogene-
chomienie ścieżki sygnałowej Sonic Hedgehog/Patched/Smoothe-
zie medulloblastoma mogą mieć znaczenie geny
ned/Gli/aktywacja transkrypcji; 2) inaktywujÄ…ce mutacje genu PTCH
kontrolujące rozwój niektórych tkanek, w tym tka- w ogóle uniemożliwiają połączenie się Patched ze Smoothened;
3) mutacje typu gain of function genu SMO kodujÄ…cego Smoothened
nek OUN w okresie embriogenezy. W odniesieniu
aktywują to białko bez pomocy z zewnątrz (konstytutywnie). Ponad-
do histogenezy medulloblastoma najbardziej praw-
to, nadekspresja białka Hedgehog przez komórki nowotworowe na
dopodobnÄ… wydaje siÄ™ hipoteza wywodzÄ…ca te no-
zasadzie stymulacji autokrynnej ciągle pobudza komórki do prolife-
wotwory z komórek prekursorowych zewnętrznej racji na drodze powyższej ścieżki sygnałowej. Według [1]
www.ppn.viamedica.pl
139
Polski PrzeglÄ…d Neurologiczny, 2007, tom 3, nr 3
nentnej aktywacji ścieżki H/P poprzez auto- i para- Podsumowanie
krynną stymulację. Rozwikłanie na poziomie mo- Odkrycie molekularnych ścieżek sygnałowych
lekularnym szczegółów przepływu sygnałów na oraz komórek macierzystych nowotworu otworzy-
ścieżce H/P zastosowano praktycznie w terapii. ło nowe perspektywy w terapii glejaków, medullo-
blastoma i innych nowotworów OUN. Otwiera się
Cyklopamina (naturalny roślinny alkaloid), która
jest inhibitorem białka Smoothened, i inne synte- możliwość precyzyjnego zablokowania ścieżek sy-
tyczne drobnocząsteczkowe inhibitory tego białka gnałowych odpowiedzialnych za proliferację, in-
wazyjność komórek nowotworowych oraz za an-
podane zwierzętom eksperymentalnym powodują
regresję medulloblastoma, uniemożliwiając prze- giogenezę poprzez inaktywację kluczowych białek
pływ sygnału na omawianej ścieżce [47]. niezbędnych w funkcjonowaniu tych ścieżek. Po-
Omawiana ścieżka sygnałowa ma również pod- nadto, dokładna molekularna charakterystyka ko-
stawowe znaczenie w tak różnych morfologicznie mórek macierzystych nowotworu pozwoli na ich
nowotworach, jak rak trzustki, rak podstawnoko- selektywne niszczenie, co powinno znacznie po-
prawić wyniki leczenia. Wydaje się bardzo praw-
mórkowy skóry, drobnokomórkowy rak płuca, rak
sutka, rak prostaty i rak jelita grubego [48]. Dlatego dopodobne, że znana obecnie klasyfikacja nowo-
inhibitory elementów tej ścieżki sygnałowej mogą tworów OUN, oparta na kryterium morfologicznym
(mikroskopowym), zostanie zmodyfikowana dziÄ™-
w przyszłości mieć zastosowanie w leczeniu tak
różnych morfologicznie nowotworów. Warto zapa- ki zastosowaniu kryteriów molekularnych o zna-
miętać przykład ścieżki H/P, ponieważ na mole- czeniu rokowniczym i terapeutycznym. Analiza
ekspresji genów doprowadzi do wyodrębnienia
kularnych ścieżkach sygnałowych w komórce
i jej kontaktach z otoczeniem leży przyszłość dia- wielu podtypów znanych obecnie nowotworów,
gnostyki i terapii nieuleczalnych obecnie nowo- które będą wrażliwe na terapię celowaną. Chociaż
wydaje się bardzo prawdopodobne, że przyszłość
tworów OUN.
W niewielkim odsetku przypadków medullobla- diagnostyki i terapii nowotworów OUN (i nowo-
stoma stwierdzono mutacje w genach kodujących tworów w ogóle) leży na molekularnych ścieżkach
przepływu sygnału w komórce i jej kontaktach
białko APC i b-kateninę, co sugeruje również udział
ścieżki sygnałowej Wnt w patogenezie i/lub progre- z otoczeniem, jest jeszcze za wcześnie, aby odpo-
sji, ponieważ białka Wnt łączą się z białkami Friz- wiedzieć na pytanie, czy i kiedy klasyfikacja mi-
zled w błonie komórkowej, uruchamiając kaskadę kroskopowa nowotworów OUN zostanie całkowi-
cie zastÄ…piona przez klasyfikacjÄ™ molekularnÄ….
reakcji prowadzÄ…cych do indukcji proliferacji.
13. Bencokova Z., Pauron L., Devic C. i wsp. Molecular and cellular response
PI ÅšMI ENNI CTWO
of the most extensively used rodent glioma models to radiation and/or
1. Domagała W. Nowotwory. W: Stachura J., Domagała W. (red.). Patologia, cisplatin. J. Neurooncol. 2007; 83: 2 7.
znaczy słowo o chorobie. Tom I. Wyd 2. PAU, Kraków [w druku]. 14. Huang F., Kanno H., Yamamoto I. i wsp. Correlation of clinical features and
2. Holland E.C. Gliomagenesis: genetic alterations and mouse models. Nat. telomerase activity in human gliomas. J. Neurooncol. 1999; 43: 137 142.
Rev. Genet. 2001; 2: 120 129. 15. Rao R.D., James C.D. Altered molecular pathways in gliomas: an over-
3. Weinberg R.A. The biology of cancer. Garland Science. Taylor & Francis view of clinically relevant issues. Semin. Oncol. 2004; 31: 595 604.
Group, New York 2007. 16. Salhia B., Tran N.L., Symons M. i wsp. Molecular pathways triggering
4. Fueyo J., Gomez-Manzano C., Yung W.K.A. Suppression of human glioma growth glioma cell invasion. Expert Rev. Mol. Diagn. 2006; 6: 613 626.
by adenowirus-mediated Rb gene transfer. Neurology 1998; 50: 1307 1315. 17. Taillibert S., Pedretti M., Sanson M. The genetics of glioma: molecular
5. Ueki K., Ono Y., Henson J.W. i wsp. CDKN2/p16 or RB alterations occur in classification. Presse Med. 2004; 33: 1268 1273.
the majority of glioblastomas and are inversely correlated. Cancer Res. 18. von Deimling A., Louis D.N., Wiestler O.D. Molecular pathways in the for-
1996; 56: 150 153. mation of gliomas. Glia 2004; 15: 328 338.
6. James C.D., He J., Carlbom E. i wsp. Chromosome 9 deletion mapping 19. Jiang R., Mircean C., Shmulevich I. i wsp. Pathway alterations during glio-
reveals interferon alpha and interferon beta-1 gene deletions in human ma progression revealed by reverse phase protein lysate arrays. Prote-
glial tumors. Cancer Res. 1991; 51: 1684 1688. omics 2006; 6: 2964 2971.
7. Olopade O., Jenkins R.B., Ransom D.T. i wsp. Molecular analysis of dele- 20. Newton H.B. Molecular neurooncology and the development of targeted
tions of the short arm of chromosome 9 in human gliomas. Cancer Res. therapeutic strategies for brain tumors. Part 3: Brain tumor invasiveness.
1992; 52: 2523 2529. Expert Rev. Anticancer. Ther. 2004; 4: 803 821.
8. Arap W., Knudsen E.S., Wang J.Y.J. i wsp. Point mutations can inactivate 21. Biernat W., Tohma Y., Yonekawa Y. i wsp. Alterations of cell cycle regula-
in vitro activities of p16INK4a/CDKNA2 in human glioma. Oncogene 2007; tory genes in primary (de novo) and secondary glioblastoma. Acta Neuro-
14: 603 609. pathologica 1997; 94: 303 309.
9. Zang K.D. Cytological and cytogenetical studies on human meningiomas. 22. Venter D.J., Thomas D.G. Multiple sequential molecular abnormalities in
Cancer Genet. Cytogenet. 1982; 6: 249 274. the evolution of human gliomas. Br. J. Cancer 1991; 63: 753 757.
10. Dumanski J.P., Carlbom E., Collins V.P., Nordenskjold M. Deletion map- 23. Duerr E.M., Rollbrocker B., Hayashi Y. i wsp. PTEN mutations in gliomas
ping of a locus on human chromosome 22 involved in the oncogenesis of and glioneuronal tumors. Oncogene 1998; 16: 2259 2264.
meningioma. Cancer Res. 1990; 50: 5863 5867. 24. Smith J.S., Jenkins R.B. Genetic alterations in adult diffuse glioma: occur-
11. Sallinen S.-L., Konen T., Hannu H. i wsp. CHEK2 mutations in primary rence, significance, and prognostic implications. Front Biosci. 2000; 5 :
glioblastomas. J. Neuroonkol. 2005; 74: 93 95. D213 D231.
12. Simon M., Ludwig M., Fimmers R. i wsp. Variant of the CHEK2 gene as 25. von Deimling A., Fimmers R., Schmidt M.C. i wsp. Comprehensive allelo-
a prognostic marker in glioblastoma multiforme. Neurosurgery 2006; 59: type and genetic analysis of 466 human nervous system tumors. J. Neu-
1078 1085. ropathol. Exp. Neurol. 2000; 59: 544 558.
www.ppn.viamedica.pl
140
Wenancjusz Domagała, Karcynogeneza i ścieżki sygnałowe nowotworów ośrodkowego układu nerwowego
26. Ishii N., Maier D., Merlo A. i wsp. Frequent co-alterations of TP53, p16/ stoma models as single agent and in combination chemotherapy. Cancer
/CDKN2A, p14ARF, PTEN tumor suppressor genes in human glioma cell Res. 2001; 61: 1527 1532.
lines. Brain Pathol. 1999; 9: 469 479. 38. Tamura M., Gu J., Matsumoto K. i wsp. Inhibition of cell migration, spre-
27. Chakravarti A., Delaney M.A., Noll E. i wsp. Prognostic and pathologic ading and focal adhesions by tumor suppressor PTEN. Science 1998;
significance of quantitative protein expression profiling in human gliomas. 280: 1614 1617.
Clin. Cancer Res. 2001; 7: 2387 2395. 39. Raffel C., Frederick L., O Fallon J.R. i wsp. Analysis of oncogene and tu-
28. Ekstrand A.J., James C.D., Cavenee W.K. i wsp. Genes for epidermal growth mor suppressor gene alterations in pediatric malignant astrocytomas re-
factor receptor, transforming growth factor alpha, and epidermal growth veals reduced survival for patients with PTEN mutations. Clin. Cancer Res.
factor and their expression in human gliomas in vivo. Cancer Res. 1991; 1999; 5: 4085 4090.
51: 2164 2172. 40. Rajaraman P., Wang S.S., Rothman N. i wsp. Polymorphisms in apopto-
29. Lal A., Glazer C.A., Martinson H.M. i wsp. Mutant epidermal growth factor sis and cell cycle control genes and risk of brain tumors in adults. Cancer
receptor up-regulates molecular effectors of tumor invasion. Cancer Res. Epidemiol. Biomarkers Prev. 2007; 16: 1655 1661.
2002; 62: 3335 3339. 41. Kleihues P., Ohgaki H. Primary and secondary glioblastomas: from con-
30. Masui H., Kawamoto T., Sato J.D. i wsp. Growth inhibition of human tu- cept to clinical diagnosis. J. Neuroooncol. 1999; 1: 44 51.
mor cells in athymic mice by anti-epidermal growth factor receptor mo- 42. Beier D., Han P., Proescholdt M. i wsp. CD133+ and CD133 glioblasto-
noclonal antibodies. Cancer Res. 1984; 44: 1002 1007. ma-derived cancer stem cells show differential growth characteristics and
31. Barker 2nd F.G., Simmons M.L., Chang S.M. i wsp. EGFR overexpression molecular profiles. Cancer Res. 2007; 67: 4010 4015.
and radiation response in glioblastoma multiforme. Int. J. Radiat. Oncol. 43. Hemmati H.D., Nakano I., Lazareff J.A. i wsp. Cancerous stem cells can
Biol. Phys. 2001; 51: 410 418. arise from pediatric brain tumors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003; 100:
32. Hermanson M., Funa K., Hartman M. i wsp. Platelet-derived growth factor 15 178 15 183.
and its receptors in human glioma tissue: expression of messenger RNA 44. Philips H.S., Kharbanda S., Chen R. i wsp. Molecular subclasses of high-
and protein suggests the presence of autocrine and paracrine loops. Can- -grade glioma predict prognosis, delineate a pattern of disease progres-
cer Res. 1992; 52: 3213 3219. sion, and resemble stages in neurogenesis. Cancer Cell 2006; 9: 157
33. Strawn L.M., Mann E., Elliger S.S. i wsp. Inhibition of glioma cell growth  173.
by a truncated platelet-derived growth factor-beta receptor. J. Biol. Chem. 45. Frank-Kamentsky M., Zhang X.M., Bottega S. i wsp. Small-molecule mo-
1994; 269: 21 215 21 222. dulators of Hedgehog signaling: identification and characterization of Smo-
34. Glass T.L., Liu T.J., Yung W.K. Inhibition of cell growth in human gliobla- othened agonists and antagonists J. Biol. 2002; 1: 10 17.
stoma cell lines by farnesyltransferase inhibitor SCH66336. Neuro Oncol. 46. Sasai K., Romer J.T., Lee Y. i wsp. Shh pathway activity is down-regula-
2000; 2: 151 158. ted in cultured medulloblastoma cells: implications for preclinical studies.
35. Bouterfa H.L., Sattelmeyer V., Czub S. i wsp. Inhibitor of Ras farnesylation by Cancer Res. 2006; 66: 4215 4222.
lovastatin leads to downregulation of proliferation and migration in primary 47. Berman D.M., Karhadkar S.S., Hallahan A.R. i wsp. Medulloblastoma growth
cultured human glioblastoma cells. Anticancer Res. 2000; 20: 2761 2771. inhibition by hedgehog pathway blockade. Science 2002; 297: 1559 1561.
36. Gupta A.K., Bakanauskas V.J., McKenna W.G. i wsp. Ras regulation of 48. Ruiz i Altaba A. How the Hedgehog outfoxed the Crab: interference with
radioresistance in cell culture. Methods Enzymol. 2001; 333: 284 290. HEDGEHOG-GLI signaling as anti-cancer therapy? W: Eurekah Bioscience
37. Geoerger B., Kerr K., Tang C.B. i wsp. Antitumor activity of the rapamycin Database. Signal transduction. Landes Bioscience, www.eurekah.com/
analog CCI-779 in human primitive neuroectodermal tumor/medullobla- /chapter/2816.
www.ppn.viamedica.pl
141